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Solução - Resolver desigualdades quadráticas utilizando a fórmula quadrática

Solução: 5<x<3
-5<x<-3
Notação de intervalo: x(5;3)
x∈(-5;-3)

Explicação passo a passo

1. Simplificar a expressão

17 passos adicionais

(x-1)·(x-1)-(x+3)2-x2>7

Expandir os parêntesis:

x·(x-1)-1·(x-1)-(x+3)2-x2>7

x·x+x·-1-1·(x-1)-(x+3)2-x2>7

Simplificar a expressão aritmética:

x2+x·-1-1·(x-1)-(x+3)2-x2>7

Expandir os parêntesis:

x2-x-1x-1·-1-(x+3)2-x2>7

Simplificar a expressão aritmética:

x2-x-1x+1-(x+3)2-x2>7

Agrupar termos semelhantes:

(x2-x2)+(-x-x)+1-(x+3)2>7

Simplificar a expressão aritmética:

-2x+1-(x+3)2>7

Expandir os parêntesis:

-2x+1-(x·(x+3)+3·(x+3))>7

-2x+1-(x·x+x·3+3·(x+3))>7

Simplificar a expressão aritmética:

-2x+1-(x2+x·3+3·(x+3))>7

Expandir os parêntesis:

-2x+1-(x2+3x+3x+3·3)>7

Simplificar a expressão aritmética:

-2x+1-(x2+3x+3x+9)>7

Expandir os parêntesis:

-2x+1-x2-6x-9>7

Agrupar termos semelhantes:

-x2+(-2x-6x)+(1-9)>7

Simplificar a expressão aritmética:

-x2-8x-8>7

Adicionar 8 em ambos os lados:

(-x2-8x-8)+8>7+8

Simplificar a expressão aritmética:

-x2-8x>7+8

Simplificar a expressão aritmética:

-x2-8x>15

Simplificar a desigualdade quadrática na sua forma padrão

ax2+bx+c>0

Subtrair 15 de ambos os lados da desigualdade:

1x28x>15

Subtrair 15 de ambos os lados:

1x28x15>1515

Simplificar a expressão

1x28x15>0

2. Determinar os coeficientes a, b e c da desigualdade quadrática

Os coeficientes da nossa desigualdade, 1x28x15>0, são:

a = -1

b = -8

c = -15

3. Introduzir esses coeficientes na fórmula quadrática

A fórmula quadrática dá-nos as raízes para ax2+bx+c>0, em que a, b e c são números (ou coeficientes), como indicado a seguir:

x=(-b±sqrt(b2-4ac))/(2a)

a=1
b=8
c=15

x=(-1*-8±sqrt(-82-4*-1*-15))/(2*-1)

Simplificar expoentes e raízes quadradas

x=(-1*-8±sqrt(64-4*-1*-15))/(2*-1)

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x=(-1*-8±sqrt(64--4*-15))/(2*-1)

x=(-1*-8±sqrt(64-60))/(2*-1)

Calcular qualquer adição ou subtração, da esquerda para a direita.

x=(-1*-8±sqrt(4))/(2*-1)

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x=(-1*-8±sqrt(4))/(-2)

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x=(8±sqrt(4))/(-2)

para obter o resultado:

x=(8±sqrt(4))/(-2)

4. Simplificar a raiz quadrada (4)

Simplificar 4 ao encontrar os fatores primos:

Vista em árvore dos fatores primos de <math>4</math>:

A fatoração prima de 4 é 22

Escrever os fatores primos:

4=2·2

Agrupar os fatores primos em pares e reescrevê-los sob a forma de expoente:

2·2=22

Utilizar a regra (x2)=x para simplificar ainda mais:

22=2

5. Resolver a equação para x

x=(8±2)/(-2)

O ± significa que são possíveis duas raízes.

Separar as equações: x1=(8+2)/(-2) e x2=(8-2)/(-2)

x1=(8+2)/(-2)

Calcular qualquer adição ou subtração, da esquerda para a direita.

x1=(8+2)/(-2)

x1=(10)/(-2)

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x1=102

x1=5

x2=(8-2)/(-2)

Calcular qualquer adição ou subtração, da esquerda para a direita.

x2=(8-2)/(-2)

x2=(6)/(-2)

Realizar qualquer multiplicação ou divisão, da esquerda para a direita:

x2=62

x2=3

6. Encontrar os intervalos

Para encontrar os intervalos de uma desigualdade quadrática, começamos por encontrar a sua parábola.

As raízes da parábola (onde se cruza com o eixo -x) são: -5, -3.

Uma vez que o coeficiente a é negativo (a=-1), é uma desigualdade quadrática "negativa" e a parábola aponta para cima, como uma cara triste.

Se o sinal de desigualdade é ≤ ou ≥, então os intervalos incluem as raízes e usamos uma linha sólida. Se o sinal de desigualdade é < ou > os intervalos não incluem as raízes e usamos uma linha tracejada.

7. Escolher o intervalo correto (solução)

Uma vez que 1x28x15>0 tem um sinal de desigualdade > procuramos os intervalos da parábola que se encontram acima do eixo -x.

Solução:

Notação de intervalo:

Porque aprender isto

Enquanto as equações quadráticas expressam os caminhos de arcos e os pontos ao longo dos mesmos, as desigualdades quadráticas expressam as áreas dentro e fora de tais arcos, bem como os intervalos que estes cobrem. Por outras palavras, se as equações quadráticas nos dizem onde se encontra o limite, as desigualdades quadráticas ajudam-nos a compreender em que nos devemos focar em relação a tal limite. De uma forma mais prática, as desigualdades quadráticas são utilizadas para criar algoritmos complexos que alimentam software poderoso e analisam a forma como alterações, tais como os preços no supermercado, ocorrem ao longo do tempo.